JP2009230973A - Lighting device - Google Patents

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Hirokazu Otake
寛和 大武
Keiichi Shimizu
恵一 清水
Toshiyuki Hiraoka
敏行 平岡
Nobuo Shibano
信雄 柴野
Kiyoshi Nishimura
潔 西村
Tomohiro Sanpei
友広 三瓶
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED lamp increasing light output power and reducing a high harmonic current in input currents. <P>SOLUTION: The number of LEDs 16 lighted by selectively turning on any one of transistors Q1<SB>1</SB>to Q1<SB>N</SB>corresponding to a phase of a supply voltage is controlled corresponding to a change in supply voltage, thereby allowing lighting of at least any one of the LEDs 16 even in a phase section of a relatively low supply voltage to increase the light output power. An input current conducting section is increased and a current conducting angle is not reduced, thereby reducing the high harmonic current in the input currents. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、互いに直列に接続された複数のLEDを点灯制御する照明装置に関する。   The present invention relates to a lighting device that controls lighting of a plurality of LEDs connected in series with each other.

従来、LEDを複数直列に接続したLEDモジュールを、電源に対して接続した照明装置が知られている。このような照明装置では、LEDモジュールに対して直列に定電流スイッチ手段であるトランジスタが接続され、このトランジスタによって、LEDモジュールに対して限流している(例えば、特許文献1参照。)。
特開2007−96287号公報(第6−7頁、図1)
2. Description of the Related Art Conventionally, an illumination device is known in which an LED module in which a plurality of LEDs are connected in series is connected to a power source. In such an illuminating device, a transistor which is a constant current switch means is connected in series to the LED module, and the current is limited to the LED module by this transistor (for example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Laying-Open No. 2007-96287 (page 6-7, FIG. 1)

上述の照明装置は、部品点数が少ないという利点を有しているものの、LEDモジュールの直列に接続するLEDの数を増加させると、LEDモジュールの導通開始電圧が上昇し、電流導通角が狭くなって入力電流に高調波電流が多くなり、より高い光出力を得るためにLEDの個数を増加させても、それによって得られる効果が低減してしまうという問題点を有している。   Although the above-described lighting device has an advantage that the number of parts is small, when the number of LEDs connected in series in the LED module is increased, the conduction start voltage of the LED module is increased and the current conduction angle is narrowed. As a result, the harmonic current increases in the input current, and even if the number of LEDs is increased in order to obtain a higher light output, there is a problem that the effect obtained thereby decreases.

また、例えば交流電源を整流素子によって整流した後、平滑用のコンデンサを挿入して電圧を平滑することも考えられるものの、この場合でも入力電流の導通角は狭くなり、入力電流に高調波電流が多くなってしまうという問題がある。   For example, after the AC power supply is rectified by a rectifying element, it is possible to smooth the voltage by inserting a smoothing capacitor. However, even in this case, the conduction angle of the input current is narrowed, and the harmonic current is included in the input current. There is a problem of increasing.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光出力を向上し、かつ、入力電流中の高調波電流を抑制した照明装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the illuminating device which improved the optical output and suppressed the harmonic current in input current.

請求項1記載の照明装置は、互いに直列に接続された複数のLEDと;各LEDにそれぞれ接続され、電源電圧位相に対応していずれかが選択的にオンされることで定電流を流して点灯させるLEDの個数を電源電圧変化に対応して制御する複数の定電流スイッチ手段を備えた点灯回路と;を具備しているものである。   The lighting device according to claim 1 includes a plurality of LEDs connected in series to each other; each LED is connected to each other, and one of them is selectively turned on in response to a power supply voltage phase to pass a constant current. A lighting circuit having a plurality of constant current switch means for controlling the number of LEDs to be lit in response to a change in power supply voltage.

定電流スイッチ手段は、例えばトランジスタなどが用いられる。   For example, a transistor or the like is used as the constant current switch means.

そして、電源電圧位相に対応して定電流スイッチ手段のいずれかが選択的にオンされることで点灯させるLEDの個数を電源電圧変化に対応して制御することにより、電源電圧が比較的低い位相区間でも少なくともいずれかのLEDを点灯させるように電流を流すことが可能になり、光出力が向上するとともに、電流導通角が狭くなることがなく、入力電流中の高調波電流が抑制される。   Then, the phase of the power supply voltage is relatively low by controlling the number of LEDs to be turned on in response to the change of the power supply voltage by selectively turning on one of the constant current switch means corresponding to the power supply voltage phase. In the section, it is possible to pass a current so that at least one of the LEDs is lit, so that the light output is improved, the current conduction angle is not narrowed, and the harmonic current in the input current is suppressed.

請求項2記載の照明装置は、請求項1記載の照明装置において、電源電圧の高い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段は、電源電圧の低い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段よりもLEDに流す定電流が大きく設定されているものである。   The lighting device according to claim 2 is the lighting device according to claim 1, wherein the constant current switch means connected to the LED conducting at a phase with a high power supply voltage is connected to the LED conducting at a phase with a low power supply voltage. The constant current flowing through the LED is set larger than the constant current switch means.

そして、電源電圧の低い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段によりLEDに流す定電流を、電源電圧の高い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段によりLEDに流す定電流よりも大きく設定することで、入力電流が電源電圧の波形に対応した階段状となり、この入力電流中の高調波電流がより抑制される。   Then, the constant current that flows through the LED by the constant current switch means connected to the LED that conducts at a low phase of the power supply voltage, and the constant current that flows through the LED by the constant current switch means that connects to the LED that conducts at a high phase of the power supply voltage. By setting it larger than the input current, the input current has a stepped shape corresponding to the waveform of the power supply voltage, and the harmonic current in the input current is further suppressed.

請求項1記載の照明装置によれば、電源電圧位相に対応して定電流スイッチ手段のいずれかが選択的にオンされることで点灯させるLEDの個数を電源電圧変化に対応して制御することにより、電源電圧が比較的低い位相区間でも少なくともいずれかのLEDを点灯させるように電流を流すことが可能になり、光出力を向上できるとともに、電流導通角が狭くなることがなく、入力電流中の高調波電流を抑制できる。   According to the lighting device of claim 1, the number of LEDs to be lit is controlled in response to a change in power supply voltage by selectively turning on one of the constant current switch means corresponding to the power supply voltage phase. This makes it possible to flow a current so that at least one of the LEDs is lit even in a phase interval where the power supply voltage is relatively low, which can improve the light output and the current conduction angle is not narrowed. The harmonic current of can be suppressed.

請求項2記載の照明装置によれば、請求項1記載の照明装置の効果に加えて、電源電圧の低い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段によりLEDに流す定電流を、電源電圧の高い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段によりLEDに流す定電流よりも大きく設定することで、入力電流が電源電圧の波形に対応した階段状となり、この入力電流中の高調波電流をより抑制できる。   According to the illuminating device of claim 2, in addition to the effect of the illuminating device of claim 1, the constant current flowing through the LED by the constant current switch means connected to the LED conducting at a low phase of the power supply voltage is supplied to the power source. By setting the constant current switch means connected to the LED conducting at a high voltage phase to be larger than the constant current flowing through the LED, the input current becomes a step shape corresponding to the waveform of the power supply voltage. Wave current can be further suppressed.

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1ないし図5に第1の実施の形態を示し、図1は照明装置の回路図、図2は照明装置の側面図、図3は照明装置の一部を示す平面図、図4は照明装置の電源電圧と各定電流スイッチ手段のオンのタイミングとを示すタイミングチャート、図5は照明装置の電源電圧と入力電流との関係を示す説明図である。   1 to 5 show a first embodiment, FIG. 1 is a circuit diagram of a lighting device, FIG. 2 is a side view of the lighting device, FIG. 3 is a plan view showing a part of the lighting device, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the power supply voltage of the lighting device and the input current, and FIG. 5 is a timing chart showing the power supply voltage of the device and the ON timing of each constant current switch means.

図1ないし図3において、11は照明装置としてのLED照明装置である電球形のLEDランプであり、このLEDランプ11は、発光部12と、この発光部12を支持する支持部13と、発光部12を覆って支持部13に取り付けられるグローブであるカバー14とを備えている。   In FIG. 1 to FIG. 3, reference numeral 11 denotes a light bulb-shaped LED lamp that is an LED lighting device as a lighting device. The LED lamp 11 includes a light emitting unit 12, a support unit 13 that supports the light emitting unit 12, and light emission. Cover 14 is a glove that covers part 12 and is attached to support part 13.

発光部12は、複数のLED16を実装したLED基板17と、このLED基板17と電気的に接続されてLED16を点灯させる点灯回路18を備えた図示しない点灯回路基板とを備えている。   The light emitting unit 12 includes an LED board 17 on which a plurality of LEDs 16 are mounted, and a lighting circuit board (not shown) including a lighting circuit 18 that is electrically connected to the LED board 17 and lights the LEDs 16.

LED16は、例えば青色の光を発する青色LEDチップと、この青色LEDチップを覆う樹脂部とを備えている。そして、この樹脂部内には、青色LEDチップが発する青色光の一部により励起されて青色の補色である黄色の光を主として放射する蛍光体が混入されており、各LED16が白色系の照明光を得られるように構成されている。また、各LED16は、互いに直列に接続されている。なお、以下、LED16の個数をN個(Nは2以上の整数)として電源電圧の高い位相側すなわち高圧側から電源電圧の低い位相側すなわち低圧側へと順次LED161,162,…,16Nというものとする。また、以下、下付きの符号は、同一の下付きの符号を有するLED16に対応するものとし、これら下付きの符号を省略して記載することもある。 The LED 16 includes, for example, a blue LED chip that emits blue light, and a resin portion that covers the blue LED chip. And in this resin part, the fluorescent substance which mainly radiates | emits the yellow light which is a blue complementary color excited by a part of blue light which a blue LED chip | tip emits is mixed, and each LED16 is white-type illumination light. It is configured to obtain. The LEDs 16 are connected in series with each other. In the following description, the number of LEDs 16 is N (N is an integer equal to or greater than 2), and the LEDs 16 1 , 16 2 ,. Let's say N. In the following description, the subscript code corresponds to the LED 16 having the same subscript code, and the subscript code may be omitted.

LED基板17は、一主面にLED161,162,…,16Nが実装され、図示しない螺子などにより支持部13に固定されている。 The LED substrate 17 has LEDs 16 1 , 16 2 ,..., 16 N mounted on one main surface, and is fixed to the support portion 13 by screws or the like (not shown).

点灯回路18は、商用交流電源eにノイズカット用のコンデンサC1を介してブリッジダイオードなどの全波整流素子である整流素子RECの入力端子が接続され、この整流素子RECの出力端子に平滑用のコンデンサC2を介してLED16の個数(例えばN個)に対応する点灯制御部21(点灯制御部211〜21N)が順次接続されている。なお、以下、特記しない限り、各点灯制御部21の各素子の特性は全て略同等であるものとする。 The lighting circuit 18 is connected to a commercial AC power source e through a noise-cut capacitor C1 and connected to an input terminal of a rectifying element REC, which is a full-wave rectifying element such as a bridge diode, and the output terminal of the rectifying element REC is used for smoothing. Lighting controllers 21 (lighting controllers 21 1 to 21 N ) corresponding to the number of LEDs 16 (for example, N ) are sequentially connected via a capacitor C2. Hereinafter, unless otherwise specified, the characteristics of each element of each lighting control unit 21 are all substantially equal.

各点灯制御部21(点灯制御部211〜21N)は、図1に示すように、分圧用の抵抗R1(抵抗R11〜R1N-1)および抵抗R2(抵抗R21〜R2N)と、バイアス設定用の逆方向のツェナダイオードZD1(ツェナダイオードZD11〜ZD1N)との直列回路がコンデンサC2に対して並列に接続され、抵抗R2とツェナダイオードZD1との接続点に定電流スイッチ手段としてのNPN型のトランジスタQ1(トランジスタQ11〜Q1N)のベースが接続されている。また、各トランジスタQ1のコレクタは、対応するLED16(LED161〜16N)のカソード側にそれぞれ接続され、トランジスタQ1のエミッタは、トランジスタQ1とともに電流制限手段をなす抵抗R3(抵抗R31〜R3N)を介してツェナダイオードZD1のアノード側に接続されている。 As shown in FIG. 1, each lighting control unit 21 (lighting control units 21 1 to 21 N ) has a voltage dividing resistor R1 (resistors R1 1 to R1 N-1 ) and a resistor R2 (resistors R2 1 to R2 N ). And a Zener diode ZD1 in the reverse direction for bias setting (Zener diodes ZD1 1 to ZD1 N ) are connected in parallel to the capacitor C2, and a constant current switch is connected to the connection point between the resistor R2 and the Zener diode ZD1. As a means, the base of an NPN transistor Q1 (transistors Q1 1 to Q1 N ) is connected. The collector of each transistor Q1 is connected to the cathode side of the corresponding LED 16 (LEDs 16 1 to 16 N ), and the emitter of the transistor Q1 is a resistor R3 (resistors R3 1 to R3 N that forms a current limiting means together with the transistor Q1. ) To the anode side of the Zener diode ZD1.

ツェナダイオードZD1は、各トランジスタQ1のベース電位を設定するためのものである。   The Zener diode ZD1 is for setting the base potential of each transistor Q1.

さらに、点灯制御部21Nを除く点灯制御部211〜21N-1のそれぞれには、各トランジスタQ1のオンオフを制御する切換部23(切換部231〜23N-1)が接続されている。各切換部23(切換部231〜23N-1)は、整流素子RECの入力端子にそれぞれ接続された順方向のダイオードD1,D2のカソード側に、逆方向のツェナダイオードZD2(ツェナダイオードZD21〜ZD2N-1)、分圧用の抵抗R4(抵抗R41〜R4N-1)および抵抗R5(抵抗R51〜R5N-1)の直列回路が接続され、抵抗R5がツェナダイオードZD1のアノード側に接続されているとともに、抵抗R4,R5の接続点に切換手段としてのNPN型のトランジスタQ2(Q21〜Q2N-1)のベースが接続され、かつ、これらトランジスタQ2のコレクタが抵抗R1,R2の接続点に接続され、かつ、トランジスタQ2のエミッタがツェナダイオードZD1のアノード側と抵抗R5との間に接続されている。 Further, each of the lighting control section 21 1 ~21 N-1 except for the lighting control section 21 N, switching unit 23 for controlling on and off of the transistors Q1 (switching portion 23 1 ~23 N-1) are connected Yes. Each switching unit 23 (switching units 23 1 to 23 N-1 ) has a Zener diode ZD2 (Zener diode ZD2) in the reverse direction on the cathode side of the forward diodes D1 and D2 respectively connected to the input terminals of the rectifier element REC. 1 to ZD2 N-1 ), a series circuit of a resistor R4 (resistors R4 1 to R4 N-1 ) and a resistor R5 (resistors R5 1 to R5 N-1 ) for voltage division are connected, and the resistor R5 is connected to the Zener diode ZD1. Connected to the anode side, the base of an NPN transistor Q2 (Q2 1 to Q2 N-1 ) as switching means is connected to the connection point of resistors R4 and R5, and the collector of these transistors Q2 is a resistor It is connected to a connection point between R1 and R2, and the emitter of the transistor Q2 is connected between the anode side of the Zener diode ZD1 and the resistor R5.

ツェナダイオードZD2は、各トランジスタQ2のベース電位を抵抗R4,R5とともに設定するもので、それらのツェナ電圧VZ(VZ1〜VZN-1)は、ツェナダイオードZD21からツェナダイオードZD2N-1へと順次大きくなるように、例えば本実施の形態では所定の一定電圧幅で階段状に(段階的に)大きくなるように設定されている。また、ツェナ電圧VZm(mは1以上N−1以下の整数)は、LED16の順方向電圧Vfに対して、Vf×m<VZ≦Vf×m−1に設定されている。さらに、ツェナダイオードZD2N-1のツェナ電圧VZN-1は、コンデンサC2により平滑された商用交流電源eの最大電圧よりも小さくなるように設定されている。 Zener diode ZD2 is for setting the base potential of the transistors Q2 resistors R4, R5 together with their Zener voltage VZ (VZ 1 ~VZ N-1 ) from the Zener diode ZD2 1 to Zener diode ZD2 N-1 For example, in the present embodiment, it is set to increase stepwise (stepwise) with a predetermined constant voltage width. The Zener voltage VZ m (m is an integer of 1 to N−1) is set to Vf × m <VZ m ≦ Vf × m−1 with respect to the forward voltage Vf of the LED 16. Further, the Zener voltage VZ N-1 of the Zener diode ZD2 N-1 is set to be smaller than the maximum voltage of the commercial AC power source e smoothed by the capacitor C2.

また、図2および図3に示すように、支持部13は、LED16などから発生する熱を放熱する放熱部材25に、絶縁部材26を介して口金27が接続されて構成されている。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the support portion 13 is configured by connecting a base 27 via an insulating member 26 to a heat radiating member 25 that radiates heat generated from the LED 16 or the like.

放熱部材25は、例えばアルミニウムなどの熱伝導性に優れた部材により形成されている。また、この放熱部材25の内部には、点灯回路18側と口金27側とを電気的に接続する図示しない配線を挿通する挿通孔が設けられている。   The heat radiating member 25 is formed of a member having excellent thermal conductivity such as aluminum. In addition, an insertion hole for inserting a wiring (not shown) that electrically connects the lighting circuit 18 side and the base 27 side is provided inside the heat dissipation member 25.

口金27は、図示しないソケットにねじ込まれることで商用交流電源e(図1)に対して電気的に接続される。   The base 27 is electrically connected to a commercial AC power source e (FIG. 1) by being screwed into a socket (not shown).

カバー14は、透光性を有し、放熱部材25に対して螺合されて固定されている。   The cover 14 has translucency and is fixed by being screwed to the heat radiating member 25.

次に、上記第1の実施の形態の動作を説明する。なお、この動作については、一例として、LED16などの個数を4つ(N=4)とした場合で説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described. This operation will be described as an example when the number of LEDs 16 is four (N = 4).

LEDランプ11は、口金27をソケットなどにねじ込んだ状態で、商用交流電源eから給電される。   The LED lamp 11 is supplied with power from a commercial AC power source e with the base 27 screwed into a socket or the like.

このとき、コンデンサC2により平滑された電源電圧実効値Vrが0以上Vf未満の状態、すなわち、商用交流電源eの位相が図4に示す0〜T1(T9〜T11、T19〜T20)の状態では、LED16に対して印加される電圧VrがLED16の順方向電圧Vfよりも小さいので、LED16に電流が流れず、全てのLED16が点灯しない。   At this time, when the power supply voltage effective value Vr smoothed by the capacitor C2 is not less than 0 and less than Vf, that is, the phase of the commercial AC power supply e is 0 to T1 (T9 to T11, T19 to T20) shown in FIG. Since the voltage Vr applied to the LED 16 is smaller than the forward voltage Vf of the LED 16, no current flows through the LED 16, and all the LEDs 16 do not light up.

次いで、コンデンサC2により平滑された電源電圧実効値VrがVf以上VZ1未満の状態、すなわち、商用交流電源eの位相が図4に示すT1〜T2(T8〜T9、T11〜T12、T18〜T19)の状態では、ツェナダイオードZD2の逆阻止によって全てのトランジスタQ2がオフされ、全てのトランジスタQ1がオンされる。このとき、LED16に対して電圧Vr(Vf≦Vr<2×Vf)が印加されることにより、トランジスタQ11によってLED161のみに一定の電流If1が流れる。 Then, the power supply voltage effective value Vr which is smoothed by the capacitor C2 is more than Vf VZ 1 below states, i.e., T1 to T2 the phase of the commercial AC power source e is shown in FIG. 4 (T8~T9, T11~T12, T18~T19 ), All transistors Q2 are turned off and all transistors Q1 are turned on by reverse blocking of the Zener diode ZD2. At this time, by the voltage Vr (Vf ≦ Vr <2 × Vf) is applied to the LED 16, the transistor Q1 1 by LED 16 1 only flows constant current the If 1.

さらに、電源電圧実効値VrがVZ1以上VZ2未満の状態、すなわち、商用交流電源eの位相が図4に示すT2〜T3(T7〜T8、T12〜T13、T17〜T18)の状態では、ツェナダイオードZD21に電流が流れてトランジスタQ21がオンされ、したがってトランジスタQ11のベース電流が抜けてトランジスタQ11のみがオフされる。このとき、LED16に対して電圧Vr(2×Vf≦Vr<3×Vf)が印加されることにより、オンされているトランジスタQ12によって、2つのLED161,162に一定の電流If2(=If1)が流れる。 Furthermore, in the state where the power supply voltage effective value Vr is VZ 1 or more and less than VZ 2 , that is, the phase of the commercial AC power source e is T2 to T3 (T7 to T8, T12 to T13, T17 to T18) shown in FIG. transistor Q2 1 a current flows through the Zener diode ZD2 1 is turned on, so that only the transistor Q1 1 missing base current of the transistor Q1 1 is turned off. At this time, when a voltage Vr (2 × Vf ≦ Vr <3 × Vf) is applied to the LED 16, a constant current If 2 ( 2 ) is supplied to the two LEDs 16 1 and 16 2 by the turned-on transistor Q 1 2 . = If 1) flows.

また、電源電圧実効値VrがVZ2以上VZ3未満の状態、すなわち、商用交流電源eの位相が図4に示すT3〜T4(T6〜T7、T13〜T14、T16〜T17)の状態では、ツェナダイオードZD21,ZD22に電流が流れてトランジスタQ21,Q22がオンされ、したがってトランジスタQ11,Q12のベース電流が抜けてトランジスタQ11,Q12がそれぞれオフされる。このとき、LED16に対して電圧Vr(3×Vf≦Vr<4×Vf)が印加されることにより、オンされているトランジスタQ13によって、3つのLED161〜163に一定の電流If3(=If1)が流れる。 Further, in the state where the power supply voltage effective value Vr is VZ 2 or more and less than VZ 3 , that is, the phase of the commercial AC power source e is T3 to T4 (T6 to T7, T13 to T14, T16 to T17) shown in FIG. Zener diode ZD2 and 1, ZD2 2 current flows transistor Q2 1, Q2 2 is turned on, thus the transistors Q1 1, Q1 transistor Q1 1 base current missing of 2, Q1 2 is turned off, respectively. At this time, when a voltage Vr (3 × Vf ≦ Vr <4 × Vf) is applied to the LED 16, a constant current If 3 ( 3 ) is supplied to the three LEDs 16 1 to 16 3 by the transistor Q1 3 that is turned on. = If 1) flows.

そして、電源電圧実効値VrがVZ3以上VZ4未満の状態、すなわち、商用交流電源eの位相が図4に示すT4〜T6(T14〜T16)の状態では、ツェナダイオードZD21〜ZD23に電流が流れてトランジスタQ21〜Q23がオンされ、したがってトランジスタQ11〜Q13のベース電流が抜けてトランジスタQ11〜Q13がそれぞれオフされる。このとき、LED16に対して電圧Vr(4×Vf≦Vr)が印加されることにより、トランジスタQ14によって、全てのLED161〜164に一定の電流If4(=If1)が流れる。 When the power supply voltage effective value Vr is VZ 3 or more and less than VZ 4 , that is, when the phase of the commercial AC power supply e is T4 to T6 (T14 to T16) shown in FIG. 4, the zener diodes ZD2 1 to ZD2 3 current flows transistor Q2 1 ~Q2 3 is turned on, thus the transistor Q1 1 ~Q1 3 missing base current of the transistor Q1 1 ~Q1 3 is is turned off, respectively. At this time, by the voltage Vr (4 × Vf ≦ Vr) is applied to the LED 16, the transistor Q1 4, all LED 16 1 ~ 16 4 at a constant current If 4 (= If 1) flows.

したがって、LED16に流れる電流(入力電流I)は、図5に示すように、電源電圧Vの位相T1〜T9,T11〜T19において一定となる。   Therefore, the current (input current I) flowing through the LED 16 becomes constant in the phases T1 to T9 and T11 to T19 of the power supply voltage V as shown in FIG.

このように、電源電圧位相に対応してトランジスタQ11〜Q1Nのいずれかが選択的にオンされることで点灯させるLED16の個数を電源電圧変化に応じて制御することにより、電源電圧Vが比較的低い位相区間でも少なくともいずれかのLED16を点灯させることが可能になり、光出力を向上できるとともに、入力電流Iの導通区間を拡げ、電流導通角が狭くなることがないので、入力電流I中の高調波電流を抑制でき、力率を改善することができる。 Thus, by controlling in accordance with the number of LED16 to light by one it is selectively turned on in the power supply voltage phase corresponding to the transistor Q1 1 ~Q1 N to the power supply voltage changes, the source voltage V Since at least one of the LEDs 16 can be lit even in a relatively low phase interval, the light output can be improved, the conduction interval of the input current I is expanded, and the current conduction angle is not narrowed. Harmonic current inside can be suppressed, and the power factor can be improved.

しかも、ツェナダイオードZD2のツェナ電圧VZを用いてオンオフのタイミングを電源電圧位相に対応して設定したトランジスタQ2によりトランジスタQ1のオンオフのタイミングを制御することで、点灯回路18の構成が必要以上に複雑化することもない。   In addition, the configuration of the lighting circuit 18 is more complicated than necessary by controlling the on / off timing of the transistor Q1 by the transistor Q2 in which the on / off timing is set according to the power supply voltage phase using the Zener voltage VZ of the Zener diode ZD2. It does not become.

次に、図6に第2の実施の形態を示し、図6は照明装置の電源電圧と入力電流との関係を示す説明図である。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, FIG. 6 shows a second embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the power supply voltage of the lighting device and the input current. In addition, about the structure and effect | action similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

この第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様の回路(図1)を有しているが、LED16(LED161〜16N)に流れる電流Ifが、電源電圧の高い位相で導通するLED16のカソード側に接続されたトランジスタQ1から、電源電圧の低い位相で導通するLED16のカソード側に接続されたトランジスタQ2へと順次階段状に(段階的に)大きくなるように設定されているものである。 The second embodiment has a circuit (FIG. 1) similar to that of the first embodiment, but the current If flowing in the LED 16 (LEDs 16 1 to 16 N ) is a phase with a high power supply voltage. The transistor Q1 connected to the cathode side of the LED 16 that conducts in the step is set to increase stepwise (stepwise) from the transistor Q1 connected to the cathode side of the LED 16 that conducts at a low phase of the power supply voltage. It is what.

電流Ifの大きさは、例えばトランジスタQ1の特性を変えたり、ツェナダイオードZD1(ツェナダイオードZD11〜ZD1N)のツェナ電圧、抵抗R1(抵抗R11〜R1N)、あるいは抵抗R2(抵抗R21〜R2N)の抵抗値などを変えたりすることでそれぞれ設定されている。 For example, the magnitude of the current If changes the characteristics of the transistor Q1, the Zener voltage of the Zener diode ZD1 (Zener diodes ZD1 1 to ZD1 N ), the resistor R1 (resistors R1 1 to R1 N ), or the resistor R2 (resistor R2 1 They are respectively set by changing the like resistance of ~R2 N).

本実施の形態では、電源電圧の高い位相で導通するLED16から電源電圧の低い位相で導通するLED16へと電流Ifの増加幅は略一定に設定されているが、例えばLED16の高圧側から低圧側へと徐々に増加幅が小さくなるように設定するなど、その増加幅は任意に設定できる。   In the present embodiment, the increase width of the current If from the LED 16 conducting at a high power supply voltage phase to the LED 16 conducting at a low power supply voltage phase is set to be substantially constant. The increase width can be arbitrarily set, for example, the increase width is gradually decreased.

そして、上記第1の実施の形態と同様に、LED16などが4つの場合で説明すると、商用交流電源eの位相が図6に示す0〜T1(T9〜T11、T19〜T20)の状態では、LED16に対して印加される電圧VrがLED16の順方向電圧Vfよりも小さいので、LED16に電流が流れずに全てのLED16が点灯せず、商用交流電源eの位相が図6に示すT1〜T2(T8〜T9、T11〜T12、T18〜T19)の状態では、オンされたトランジスタQ11によってLED161のみに一定の電流If1が流れる。また、商用交流電源eの位相が図6に示すT2〜T3(T7〜T8、T12〜T13、T17〜T18)の状態では、ツェナダイオードZD21に電流が流れることでオンされたトランジスタQ21によってトランジスタQ11のみがオフされ、オンされているトランジスタQ12によって、2つのLED161,162に一定の電流If2(>If1)が流れる。さらに、商用交流電源eの位相が図6に示すT3〜T4(T6〜T7、T13〜T14、T16〜T17)の状態では、ツェナダイオードZD21,ZD22に電流が流れてオンされたトランジスタQ21,Q22によりトランジスタQ11,Q12がそれぞれオフされ、オンされているトランジスタQ13によって、3つのLED161〜163に一定の電流If3(>If2)が流れる。そして、商用交流電源eの位相が図6に示すT4〜T6(T14〜T16)の状態では、ツェナダイオードZD21〜ZD23に電流が流れてオンされたトランジスタQ21〜Q23によりトランジスタQ11〜Q13がそれぞれオフされ、トランジスタQ14によって、全てのLED161〜164に一定の電流If4(>If3)が流れる。 And similarly to the said 1st Embodiment, when LED16 grade | etc., Explains, when the phase of the commercial alternating current power supply e is 0-T1 (T9-T11, T19-T20) shown in FIG. Since the voltage Vr applied to the LED 16 is smaller than the forward voltage Vf of the LED 16, no current flows through the LED 16, all the LEDs 16 do not light up, and the phase of the commercial AC power source e is T1 to T2 shown in FIG. (T8~T9, T11~T12, T18~T19) in the state of oN transistors Q1 1 by LED 16 1 only flows constant current the If 1. Further, T2 to T3 phase of the commercial AC power source e is shown in FIG. 6 (T7~T8, T12~T13, T17~T18) in the state, the transistor Q2 1 which is turned on by current flowing through the Zener diode ZD2 1 Only the transistor Q1 1 is turned off, and a constant current If 2 (> If 1 ) flows through the two LEDs 16 1 and 16 2 due to the transistor Q1 2 being turned on. Further, when the phase of the commercial AC power source e is T3 to T4 (T6 to T7, T13 to T14, T16 to T17) shown in FIG. 6, the transistor Q2 turned on by current flowing through the Zener diodes ZD2 1 and ZD2 2 Transistors Q1 1 and Q1 2 are turned off by 1 and Q2 2 respectively, and a constant current If 3 (> If 2 ) flows through the three LEDs 16 1 to 16 3 by the transistor Q1 3 being turned on. In the state of T4~T6 (T14~T16) showing the phase of the commercial AC power source e is 6, the transistor Q1 1 by transistor Q2 1 ~Q2 3 which is turned on current flows through the Zener diode ZD2 1 ~ZD2 3 ~Q1 3 are turned off, respectively, by transistors Q1 4, all LED 16 1 ~ 16 4 constant current If 4 (> If 3) flows.

この結果、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、電源電圧の低い位相で導通するLED16に接続されるトランジスタQ1によりLED16に流す定電流を、電源電圧の高い位相で導通するLED16に接続されるトランジスタQ1によりLED16に流す定電流よりも大きく設定することで、入力電流Iが電源電圧の波形に対応した階段状の波形となり、入力電流I中の高調波電流を、より抑制することができる。   As a result, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and a constant current that flows through the LED 16 by the transistor Q1 connected to the LED 16 that conducts at a low phase of the power supply voltage is changed to a phase with a high power supply voltage. By setting the transistor Q1 connected to the LED 16 that is turned on at a larger value than the constant current flowing through the LED 16, the input current I becomes a stepped waveform corresponding to the waveform of the power supply voltage, and the harmonic current in the input current I is Can be suppressed more.

なお、上記各実施の形態において、トランジスタQ1は、例えばPNP型とし、それぞれのコレクタ側をLED16のアノード側に接続しても、同様の作用効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, the same effect can be obtained even if the transistor Q1 is of the PNP type, for example, and each collector side is connected to the anode side of the LED 16.

また、電球状のLEDランプ11だけでなく、LEDを用いた他の様々な照明装置に対応できる。   Further, not only the bulb-shaped LED lamp 11 but also various other lighting devices using LEDs can be handled.

さらに、直列に接続するLED16は、2つ以上であれば任意の個数とすることができる。   Furthermore, the number of LEDs 16 connected in series can be any number as long as it is two or more.

そして、点灯回路18の細部の構成は、上記に限定されるものではなく、電源電圧Vの位相に対応して選択的に定電流スイッチ手段がオンされて、電流を流して点灯させるLED16の個数を可変させる構成であれば、任意の構成とすることができる。   The detailed configuration of the lighting circuit 18 is not limited to the above, and the number of LEDs 16 that are turned on by supplying a current by selectively turning on the constant current switch means corresponding to the phase of the power supply voltage V. Any configuration can be used as long as the configuration is variable.

本発明の第1の実施の形態を示す照明装置の回路図である。It is a circuit diagram of the illuminating device which shows the 1st Embodiment of this invention. 同上照明装置の側面図である。It is a side view of an illuminating device same as the above. 同上照明装置の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of illumination apparatus same as the above. 同上照明装置の電源電圧と各定電流スイッチ手段のオンのタイミングとを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the power supply voltage of a lighting apparatus same as the above, and the ON timing of each constant current switch means. 同上照明装置の電源電圧と入力電流との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the power supply voltage and input current of an illuminating device same as the above. 本発明の第2の実施の形態を示す照明装置の電源電圧と入力電流との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the power supply voltage and input current of the illuminating device which shows the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 照明装置としてのLEDランプ
16 LED
18 点灯回路
Q1 定電流スイッチ手段としてのトランジスタ
11 LED lamps as lighting devices
16 LED
18 Lighting circuit
Q1 Transistors as constant current switching means

Claims (2)

互いに直列に接続された複数のLEDと;
各LEDにそれぞれ接続され、電源電圧位相に対応していずれかが選択的にオンされることで定電流を流して点灯させるLEDの個数を電源電圧変化に対応して制御する複数の定電流スイッチ手段を備えた点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A plurality of LEDs connected in series with each other;
A plurality of constant current switches that are connected to each LED and control the number of LEDs that are turned on by supplying a constant current when one of them is selectively turned on according to the power supply voltage phase. A lighting circuit with means;
An illumination device comprising:
電源電圧の高い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段は、電源電圧の低い位相で導通するLEDに接続される定電流スイッチ手段よりもLEDに流す定電流が大きく設定されている
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
The constant current switch means connected to the LED that conducts at a phase with a high power supply voltage should have a larger constant current flowing through the LED than the constant current switch means connected to the LED that conducts at a phase with a low power supply voltage. The lighting device according to claim 1.
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